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208千字 字数
2024-04-01 发行日期
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主编推荐语

一本深入浅出的量子计算入门书。

内容简介

本书使用Qiskit开源框架和IBM Quantum Experience平台搭建一个量子计算平台，并借助Python来介绍实现量子编程的方法。

本书内容由浅入深，从搭建编程环境并编写一个简单的量子程序开始，介绍如何使用Python编写简单的脚本，Qiskit和IBM Quantum Experience进行交互的方法，概率计算、叠加和纠缠等基本概念，影响量子程序输出结果的各种物理因素，Qiskit量子门资源库，使用Aer模拟量子计算机，使用Ignis清理量子操作，Grover搜索算法，以及使用Aqua运行Grover算法和Shor算法等重要内容。

目录

  • 版权信息
  • 内容提要
  • 关于作者
  • 致谢
  • 关于审稿人
  • 前言
  • 资源与支持
  • 第1章 搭建编程环境
  • 1.1 技术要求
  • 1.2 创建IBM Quantum Experience账号
  • 1.2.1 准备工作
  • 1.2.2 操作步骤
  • 1.2.3 参考资料
  • 1.3 安装Qiskit
  • 1.3.1 准备工作
  • 1.3.2 操作步骤
  • 1.3.3 知识拓展
  • 1.3.4 参考资料
  • 1.4 下载示例代码
  • 1.4.1 准备工作
  • 1.4.2 操作步骤
  • 1.4.3 运行原理
  • 1.5 安装API密钥并访问提供服务的量子计算机
  • 1.5.1 准备工作
  • 1.5.2 操作步骤
  • 1.5.3 运行原理
  • 1.5.4 知识拓展
  • 1.6 及时更新Qiskit环境
  • 1.6.1 准备工作
  • 1.6.2 操作步骤
  • 1.6.3 运行原理
  • 第2章 基于Python的量子计算和量子比特
  • 2.1 技术要求
  • 2.2 比较经典比特和量子比特
  • 2.2.1 准备工作
  • 2.2.2 操作步骤
  • 2.2.3 运行原理
  • 2.2.4 参考资料
  • 2.3 使用Python将量子比特可视化
  • 2.3.1 准备工作
  • 2.3.2 操作步骤
  • 2.3.3 知识拓展
  • 2.3.4 参考资料
  • 2.4 量子门简介
  • 2.4.1 准备工作
  • 2.4.2 操作步骤
  • 2.4.3 运行原理
  • 2.4.4 知识拓展
  • 2.4.5 参考资料
  • 第3章 IBM Quantum Experience
  • 3.1 技术要求
  • 3.2 IBM Quantum Experience简介
  • 3.2.1 Results
  • 3.2.2 Circuit Composer
  • 3.2.3 Quantum Lab
  • 3.3 使用Circuit Composer搭建量子乐谱
  • 3.3.1 操作步骤
  • 3.3.2 知识拓展
  • 3.4 量子抛硬币实验
  • 3.4.1 操作步骤
  • 3.4.2 知识拓展
  • 3.5 不同软件之间的交互
  • 3.5.1 准备工作
  • 3.5.2 操作步骤
  • 3.5.3 运行原理
  • 3.5.4 知识拓展
  • 3.5.5 参考资料
  • 第4章 从Terra入门
  • 4.1 技术要求
  • 4.2 创建一个Qiskit量子程序
  • 4.2.1 所需的类、模块和函数
  • 4.2.2 使用量子寄存器和经典寄存器
  • 4.2.3 理解量子线路
  • 4.2.4 选择运行所需的后端
  • 4.2.5 以作业形式运行量子线路
  • 4.2.6 接收作业的结果
  • 4.3 再谈量子抛硬币
  • 4.3.1 准备工作
  • 4.3.2 操作步骤
  • 4.3.3 运行原理
  • 4.4 获取统计数据
  • 4.4.1 准备工作
  • 4.4.2 操作步骤
  • 4.4.3 运行原理
  • 4.4.4 知识拓展
  • 4.5 交换所抛硬币的正反面
  • 4.5.1 准备工作
  • 4.5.2 操作步骤
  • 4.5.3 运行原理
  • 4.5.4 知识拓展
  • 4.6 同时抛两枚硬币
  • 4.6.1 准备工作
  • 4.6.2 操作步骤
  • 4.6.3 运行原理
  • 4.6.4 知识拓展
  • 4.7 抛硬币中的量子作弊
  • 4.7.1 准备工作
  • 4.7.2 操作步骤
  • 4.7.3 运行原理
  • 4.7.4 知识拓展
  • 4.7.5 参考资料
  • 4.8 其他量子作弊方法
  • 4.8.1 准备工作
  • 4.8.2 操作步骤
  • 4.8.3 运行原理
  • 4.8.4 知识拓展
  • 4.9 抛更多的硬币
  • 4.9.1 准备工作
  • 4.9.2 操作步骤
  • 4.9.3 运行原理
  • 4.9.4 知识拓展
  • 4.10 抛实体硬币
  • 4.10.1 准备工作
  • 4.10.2 操作步骤
  • 4.10.3 运行原理
  • 4.10.4 知识拓展
  • 第5章 使用Qiskit工具访问IBM Quantum硬件
  • 5.1 技术要求
  • 5.2 什么是IBM Quantum机器
  • 5.2.1 准备工作
  • 5.2.2 操作步骤
  • 5.2.3 运行原理
  • 5.2.4 参考资料
  • 5.3 定位到可用的后端
  • 5.3.1 准备工作
  • 5.3.2 操作步骤
  • 5.3.3 知识拓展
  • 5.3.4 参考资料
  • 5.4 比较后端
  • 5.4.1 准备工作
  • 5.4.2 操作步骤
  • 5.4.3 知识拓展
  • 5.5 查询最空闲的后端
  • 5.5.1 准备工作
  • 5.5.2 操作步骤
  • 5.6 使后端可视化
  • 5.6.1 准备工作
  • 5.6.2 操作步骤
  • 5.6.3 知识拓展
  • 5.6.4 参考资料
  • 5.7 使用Qiskit探索选定的后端
  • 5.7.1 准备工作
  • 5.7.2 操作步骤
  • 5.7.3 参考资料
  • 第6章 Qiskit量子门资源库简介
  • 6.1 技术要求
  • 6.2 使量子门可视化
  • 6.2.1 准备工作
  • 6.2.2 操作步骤
  • 6.2.3 运行原理
  • 6.2.4 参考资料
  • 6.3 使用泡利X门、泡利Y门和泡利Z门翻转量子比特
  • 6.3.1 操作步骤
  • 6.3.2 知识拓展
  • 6.4 使用H门创建量子叠加
  • 6.4.1 操作步骤
  • 6.4.2 知识拓展
  • 6.4.3 参考资料
  • 6.5 使用量子相移门S、S†、T和T†将量子比特绕z轴旋转
  • 6.5.1 操作步骤
  • 6.5.2 知识拓展
  • 6.6 使用Rx门、Ry门和Rz门将量子比特绕任意坐标轴自由旋转
  • 6.6.1 操作步骤
  • 6.6.2 知识拓展
  • 6.7 使用基本量子门U1、U2、U3和ID搭建量子线路
  • 6.7.1 U3量子门
  • 6.7.2 U2量子门
  • 6.7.3 U1量子门
  • 6.7.4 准备工作
  • 6.7.5 操作步骤
  • 6.7.6 知识拓展
  • 6.8 双量子比特门
  • 6.8.1 准备工作
  • 6.8.2 操作步骤
  • 6.8.3 运行原理
  • 6.8.4 知识拓展
  • 6.8.5 参考资料
  • 6.9 多量子比特门
  • 6.9.1 操作步骤
  • 6.9.2 知识拓展
  • 6.10 量子线路的真面目
  • 6.10.1 准备工作
  • 6.10.2 操作步骤
  • 6.10.3 知识拓展
  • 第7章 使用Aer模拟量子计算机
  • 7.1 技术要求
  • 7.2 了解量子模拟器的用法
  • 7.2.1 准备工作
  • 7.2.2 操作步骤
  • 7.2.3 知识拓展
  • 7.2.4 参考资料
  • 7.3 比较Qiskit Aer模拟器和IBM量子计算机
  • 7.3.1 准备工作
  • 7.3.2 操作步骤
  • 7.3.3 运行原理
  • 7.3.4 知识拓展
  • 7.3.5 参考资料
  • 7.4 将IBM Quantum后端的噪声配置文件添加到本地模拟器中
  • 7.4.1 准备工作
  • 7.4.2 操作步骤
  • 7.4.3 参考资料
  • 7.5 使用幺正模拟器加深对量子线路的理解
  • 7.5.1 准备工作
  • 7.5.2 操作步骤
  • 7.6 使用态矢量模拟器进行诊断
  • 7.6.1 准备工作
  • 7.6.2 操作步骤
  • 7.6.3 知识拓展
  • 第8章 使用Ignis清理量子操作
  • 8.1 技术要求
  • 8.2 探索量子比特，理解T1、T2、误差和量子门
  • 8.2.1 准备工作
  • 8.2.2 操作步骤
  • 8.2.3 运行原理
  • 8.2.4 知识拓展
  • 8.3 比较同一块芯片上的量子比特
  • 8.3.1 准备工作
  • 8.3.2 操作步骤
  • 8.3.3 知识拓展
  • 8.3.4 参考资料
  • 8.4 估算可用时间内的量子门的数量
  • 8.4.1 准备工作
  • 8.4.2 操作步骤
  • 8.4.3 知识拓展
  • 8.4.4 参考资料
  • 8.5 用读出校正来纠正预期结果
  • 8.5.1 准备工作
  • 8.5.2 操作步骤
  • 8.6 用量子纠错减轻意外情况造成的影响
  • 8.6.1 准备工作
  • 8.6.2 操作步骤
  • 8.6.3 运行原理
  • 8.6.4 知识拓展
  • 8.6.5 参考资料
  • 第9章 Grover搜索算法
  • 9.1 技术要求
  • 9.2 了解量子相位反冲
  • 9.2.1 准备工作
  • 9.2.2 操作步骤
  • 9.3 经典搜索算法简介
  • 9.3.1 准备工作
  • 9.3.2 操作步骤
  • 9.4 搭建Grover搜索算法
  • 9.4.1 准备工作
  • 9.4.2 操作步骤
  • 9.4.3 知识拓展
  • 9.4.4 参考资料
  • 9.5 使用3量子比特Grover算法进行搜索
  • 操作步骤
  • 9.6 在Grover搜索过程中加入更多量子比特
  • 9.6.1 准备工作
  • 9.6.2 操作步骤
  • 9.6.3 知识拓展
  • 9.7 在代码中使用Grover量子线路
  • 9.7.1 准备工作
  • 9.7.2 操作步骤
  • 9.7.3 知识拓展
  • 第10章 使用Aqua了解算法
  • 10.1 技术要求
  • 10.2 以Aqua函数的形式运行Grover算法
  • 10.2.1 准备工作
  • 10.2.2 操作步骤
  • 10.2.3 运行原理
  • 10.2.4 知识拓展
  • 10.3 以Aqua函数的形式运行Shor算法
  • 10.3.1 准备工作
  • 10.3.2 操作步骤
  • 10.3.3 知识拓展
  • 10.3.4 参考资料
  • 10.4 了解Aqua中的更多算法
  • 10.4.1 准备工作
  • 10.4.2 操作步骤
  • 10.4.3 知识拓展
  • 10.4.4 参考资料
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出版方

人民邮电出版社

人民邮电出版社是工业和信息化部主管的大型专业出版社，成立于1953年10月1日。人民邮电出版社坚持“立足信息产业、面向现代社会、传播科学知识、服务科教兴国”，致力于通信、计算机、电子技术、教材、少儿、经管、摄影、集邮、旅游、心理学等领域的专业图书出版。